MARS (accelerator)

Multiturn Accelerator-Recuperator Source (MARS)  este un proiect al unei surse de radiație sincrotron bazată pe un accelerator-recuperator cu mai multe ture .

Proiectul unei surse SR cu difracție limitată a fost propus în [1] . O descriere bună a modului în care funcționează sursa este dată în articolul [2] .

Sursa de radiație moale (teraherți), laserul cu electroni liberi din Novosibirsk , a fost deja construită [3] .

Motive pentru dezvoltare

Crearea surselor de radiație sincrotron de a treia generație, precum ESRF , APS , SPring-8 , a condus la o scădere a emisinței  - volumul de fază al fasciculului de electroni - până la limitele practic realizabile de 30 nm rad.

Implementarea unei surse complet coerente din punct de vedere spațial va fi posibilă dacă volumul de fază al sursei optice este mai mic decât limita de difracție . Pentru raze X, aceasta înseamnă <10 −2 nm rad. O analiză în [4] , de exemplu , arată că este imposibil să se obțină o emitanță mai mică de 10 −1 într-un inel de stocare , ceea ce obligă la utilizarea altor surse de radiație. O alternativă poate fi acceleratoarele liniare sau acceleratoarele cu recuperare de energie.

În acceleratoare-recuperare, este posibilă combinarea avantajelor acumulatorilor și ale acceleratoarelor liniare. Avantajele recuperatorului includ pierderi reduse de particule de înaltă energie pe unitatea de timp și, în consecință, radiație de fond scăzută și absența radioactivității induse. Pe de altă parte, așa cum s-a menționat mai sus, utilizarea unui injector bun cu o emitanță < 100 nm rad face posibilă atingerea emitanței necesare < 10 -2 nm rad în timpul accelerării la energii mari (5 GeV) datorită compresiei adiabatice. La recuperatoare, timpul de accelerare (de ordinul a zece microsecunde) este mult mai scurt decât timpul de amortizare a radiațiilor în inelele de stocare (de ordinul milisecundelor), și astfel, amortizarea radiației nu poate afecta emisia.

Să descriem pe scurt una dintre structurile propuse în prezent pentru creare. Fasciculul de electroni de la injector (5 MeV) suferă o accelerație suplimentară în injectorul în două trepte și trece prin sistemul accelerator principal de patru ori, atingând o energie de 6 GeV. În continuare, fasciculul trece prin același sistem accelerator în faza de decelerare și, cu o energie de 5 MeV, este extras din accelerator în absorbant. Electronii care accelerează și decelerează se mișcă simultan pe patru piste în recuperator. Pe acceleratorul-recuperator cu patru căi sunt instalate 4 ondulatoare extralungi de 150-200 de metri lungime (numărul de stâlpi este de aproximativ 10 4 ) și câteva zeci de 5-20 de metri lungime.

Note

  1. Kulipanov G.N .; Skrinsky A.N .; Vinokurov NA MARS - un proiect de difracție limitată a sursei de raze X de generația a patra bazată pe supermicrotron  (engleză)  // Nuclear Instruments and Methods in Physics research : journal. - 2001. - Vol. A467-468 P1 . - P. 16-21 .
  2. Kulipanov G.N. Invenția ondulatoarelor  de către VL Gizburg și rolul lor în sursele moderne de radiație sincrotron și lasere cu electroni liberi  . - Academia Rusă de Științe , 2007. - T. 177 Nr. 4 . - S. 384-393 .
  3. Bolotin VP, Vinokurov NA, Kayran DA et al. Starea terahertzului FEL Novosibirsk  (neopr.)  // Instrumente și metode nucleare în cercetarea în fizică. - 2005. - T. A543 . - S. 81 .
  4. Kulipanov GN, Mezentsev NA, Skrinsky AN Fizica și tehnologia surselor de luminozitate ridicată - Viitorul   // Revizuirea instrumentelor științifice : jurnal. - 1992. - Vol. 63 . — P. 289 .